Трехфазный коммутатор переменного напряжения Советский патент 1979 года по МПК H03K17/68 

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в электрических и радиотехнических установках для осуществления бесконтактной коммутации цепей переменного тока с актив ной нагрузкой. Известен трехфазный коммутатор переменного напряжения. содержащий тиристорный переключатель переменного тока, три фазосдвигающие цепоч ки, трехфазный выпрямитель и резистор. Изменение фазы осуществляется изменением сопротивления одного резистора. Однако коммутатор может быть использован только в тех системах, где не требуется точная установка напряжения и симметричное управлени так как в данном коммутаторе ток управления зависит от нескольких параметров.Кроме того,в этом коммут торе изменение угла отпирания-возмо но только в пределах 90 эл.град. I Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является трехфазный коммутатор переменного напряжения, содержащий встречно-параллельно соединенные тиристоры в цепи подключения каждой фазы к нагрузке, три трансформатора и резисторы. Для упрощения и уменьшения габаритов цепь управления каждой пары встречно-параллельно соединенных тиристоров вьтолнена на транзисторах разного типа проводимости, причем эмиттеры транзисторов соединены с общей точкой -.цвух стабилитронов, включенных через трехпульсный выпрямитель менду нулевой точкой и фазами источника питания, коллекторы транзисторов подключены к другим точкам тех же стабилитронов и через конденсаторы - к первичной обмотке трансформатора, а базы транзисторов соединены с общей точкой резисторов, один из которых подключен к общей точке через транзистор с базовым выводом, подключенным через резистор к соответствующей фазе источника питания 2. Известный коммутатор, не исключает появление коммутационных бросков тока нагрузки непосредственно в момент подключения ее к сети, создавая тем самым помехи в уже подключеннЕлх к той же сети устройствах, а иногда и аварийную ситуацию.

Цель изобретения - устранение коммутационных бросков тока нагрузки в момент подключения ее к сети.

Поставленная цель достига.ется тем, что в трехфазный коммутатор, содержащий встречно-параллельно соединенные тиристоры в цепи подключения каждой фазы к нагрузке, три трансформатора и резисторы, введены шесть вспомогательных тиристоров, шесть тиристорных оптронов, состоящих из фототиристора и светодиода, и источник постоянного напряжения , а каждый трансформатор имеет первичную обмотку и две пары вторичных обмоток, причем первичная обмотка первого трансформатора включена между первой и второй фазами,первичная обмотка второго трансформатора - между второй и третьей: фазами, первичная обмотка третьего трансформатора - между третьей и первой фазами, управляющие входы встречно-параллельно соединенных тиристоров первой фазы подключены к первой паре вторичных обмоток второго трансформатора через первый и второй вспомогательные тиристоры, управляющие входы которых через фототиристоры первого и второго тиристорных оптронов подключены к второй паре вторичных обмоток первого трансформатора, управляющие входы встречно-параллельно соединенных тиристоро второй фазы подключены к первой паре вторичных обмоток третьего трансформатора через третий и четвертый вспомогательные тиристоры, их управляющие входы через фототиристоры третьего и четвертого тиристорных оптронов подключены к второй паре вторичных обмоток второго трансформатора, управляющие входы встречнопараллельно соединенных тиристоров третьей фазы подключены к первой паре вторичных обмоток первого трансформатора через пятый и шестой вспомогательные тиристоры, управляющие входы которых через фототиристоры пятого и шестого тиристорных оптронов подключены к второй паре вторичных обмоток третьего трансформатора а светодиоды. всех тиристорных оптронов включены в проводящем направ-лении последовательно с резистором между полюсами источника постоянного напряжения ,

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого трехфазного коммутатора.

Коммутатор содержит встречно-параллельно соединенные тиристоры 1-6 в цепях подключения фаз 7,8 и 9 к нагрузке 10, первый трансформатор 11, второй трансформатор 12 и третий трансформатор 13. Первичная обмотка 14 трансформатора 11 включена между первой фазой 7 и второй фазой 8, первичная обмотка 15 трансформатора 12 включена между второй фазой 8 и третьей фазой 9, а первичная обмотка 16 трансформатора 13 включена между фазами 9 и 7. Управляющие входы тиристоров 1 и 2 подключены к первой паре вторичных обмоток 17 и 18 трансформатора 12 соответственно через первый и второй вспомогательные тиристоры 19 и 20, управляющие входы которых через фототиристоры первого и второго тиристорных оптронов 21 и 22 подключены к второй паре вторичных обмоток 23 и 24 трансформатора 11. Управляющие входы тиристоров 3 и 4 подключены к первой паре вторичных

обмоток 25 и 26 трансформатора 13 через третий и четвертый вспомогательные тиристоры 27 и 28, управляющие входы этих тиристоров через фототиристоры третьего и четвертого тиристорных оптронов 29 и 30 подключены соответственно к второй паре вторичных обмоток 31 и 32 трансформатора 12. Управляющие входы тиристоров 5 и 6 подключены к первой паре вторичных обмоток 33 и 34 трансформатора

11 через пятый и шестой вспомогательные тиристоры 35 и 36, управляющие входы которых через фототиристоры пятого и шестого тиристорных оптронов 37 и 38 подключены к второй паре

вторичных обмоток 39 и 40 (трансформатора 13. Светодиоды оптронов 21, 22 29, 30, 37 и38; включены в проводящем направлении последовательно с резистором 41 между полюсами источника

42 постоянного напряжения.

Трехфазный-коммутатор работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда отсутствует напряжение источника 42, все тиристоры закрыты и нагрузка обесточена.

При подаче напряжения источника 42 светодиоды всех оптронов возбуждаются, при этом открывается тот фототиристор, к которому прикладывается прямое напряжение.

Пусть в данный момент времени прямое напряжение прикладывается, например, от обмотки 23 к фототиристору оптрона 21, который переходит в проводящее состояние и открывает путь для тока управления вспомогательным маломощным тиристором 19.

Если к тиристору 19 прикладывается прямое напряжение от обмотки 17 трансформатора 12, то тиристор 19 переходит в проводящее состояние и открывает путь для тока управления силовым тиристором 1. После приложения прямого напряжения 1C силовому тиристору 1 последний открывается и обеспечивает прохождение тока через нагрузку.

Предложенное включение первичных

обмоток трансформаторов 11, 12 и 13

-обеспечивает сдвиг фаз между напряжениями соответствующих обмоток в 120 эл.град.

Силовой тиристор 1 может открываться лишь после того, как откроются последовательно фототиристор оптрона 21 и вспомогательный тиристор 19. Силовой тиристор 1 открываеся практически всегда при равенстве потенциалов между его анодом и катодом, то есть при равенстве напряжений в фазах 7 и 9.

Аналогично происходит процесс отпирания тиристоров 2-6.

Использование предлагаемого коммутатора позволяет производить включение нагрузки при переходе напряжения на тиристорах через нуль и тем самым значительно ослабляет влияние переходного процесса включения лагрузки на работающие устройства, при этом повышается помехозащищенность радиотехнических и электротехнических установок.

Формула изобретения

Трехфазный коммутатор переменног напряжения, содержащий встречнопараллельно соединенные тиристоры в цепи подключения каждой фазы к нагрузке, три трансформатора и резисторы, отличаю щийся тем, что, с целью устранения коммутационных бросков тока нагрузки в момент подключения ее к сети, он содержит шесть вспомогательных тиристоров, шесть тиристорных оптронов, состоящих из фототиристора и светодиода, и источник постоянного напряжения, а каждый трансформатор имеет первичную обмотку и две пары вторичных обмоток, причем первичная обмотка первого трансформатора включена между первой и второй фазами, первичная обмотка второго трансформатора - между второй и третьей фазами, первичная обмотка третьего трансформатора - между третьей и первой фазами, управляющие входы встречно-параллельно соединенных тиристоров первой фазы подключены к первой паре вторичных обмоток

второго трансформатора через первый и второй вспомогательные тиристоры, управляющие входы которых через фототиристоры первого и второго тиристорных оптронов подключены к второй паре вторичных обмоток первого трансформатора, управляющие входы встреч-но-параллельно соединенных тиристоров второй фазы подключены к первой

паре вторичных обмоток третьего

трансформатора через третий и четвертый вспомогательные тиристоры, их управляющие входы через фототиристоры третьего и четвертого тиристорных оптронов подключены к второй паре вторичных обмоток второго трансформатора, управляющие входы встречно-параллельно со едйненных тиристоров третьей фазы подключены к первой паре вторичных обмоток rfep

вого трансформатора через пятый и шестой вспомогательные тиристоры,управляюише входы которых через фототиристоры пятого и шестого тиристорных оптронов подключены к второй паре вторичных

обмоток третьего трансформатора, а светодиоды всех тиристорных оптронов включены в проводящем направлении последовательно с резистором между полюсами источника постоянного нйпряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бруфман С.С. и др. Тиристорные переключатели переменного тока,

Энергия, 1969, с.24.

2.Авторское свидетельство

401001, кл. Н 03 К 17/68, 1971.